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申请/专利权人：中国科学院金属研究所

摘要：本发明涉及电子束增材制造领域，具体为一种预测增材制备不同取向材料易开动滑移系数量的方法。该方法分为以下步骤：1建立样品室坐标系；2确定样品模型长度方向与基板平面的夹角；3建立样品坐标系；4根据欧拉角原理，确定各个角度取值；5利用欧拉角取向矩阵，将加载方向变换至晶体坐标系；6根据施密特因子计算公式，计算出对应晶体结构所有滑移系的施密特因子，其中取值0.4的滑移系即为易开动滑移系，数量较多者塑性更好。本发明适用于电子束增材制造单相金属材料，计算方法简便快捷，能够预测不同取向材料的塑性性能，节约实验成本。

主权项：1.一种预测增材制备不同取向材料易开动滑移系数量的方法，其特征在于，包含下列步骤：1建立样品室坐标系；2确定样品模型长度方向与基板平面的夹角；3建立样品坐标系；4根据欧拉角原理，确定各个角度取值；5利用欧拉角取向矩阵，将加载方向变换至晶体坐标系；6根据施密特因子计算公式，计算出对应晶体结构所有滑移系的施密特因子，其中取值0.4的滑移系即为易开动滑移系，对比不同取向样品的易开动滑移系数量，能够评测样品的塑性性能优劣；步骤1中，建立的样品室坐标系O-XYZ，X、Y轴位于基板平面，Z轴为基板平面法向，为确定样品模型长度方向与基板的夹角提供便捷；步骤2中，规定样品模型长度方向与基板平面的夹角θ的取值范围为0°～90°，夹角计算公式为其中为样品长度方向矢量，为基板平面法向量；步骤3中，建立的样品坐标系o-xyz起到固定样品与外力位置的作用，规定x轴为外力加载方向，xy平面为晶粒长轴所在平面；步骤4中，根据欧拉角原理，利用一组欧拉角来表示晶体坐标系与样品坐标系的取向关系，代表旋进角，Φ代表章动角，代表自转角；已知，电子束增材制造工艺过程容易在垂直于基板方向形成001立方织构或丝织构；对于立方织构，Φ＝0°，θ角的改变表征的是不同取向样品与外力加载方向的相对取向关系；将这一组欧拉角带入计算公式，最终可得到不同取向材料的易开动滑移系数量；对于丝织构，Φ＝0°-180°，将角度Φ以5°或更小间隔由0°递增至180°，能够表征出丝织构内各个晶粒的取向行为；将这一递增过程的每组欧拉角代入公式计算，最终能够得到丝织构内各种取向晶粒的易开动滑移系数量；将易开动滑移系数量与角度Φ做成曲线，能够看出晶粒沿丝织构轴向转动不同角度，易开动滑移系数量的变化趋势；步骤5中，需要运用欧拉角取向转换矩阵，根据如下公式： 其中，u、v、w为晶面指数，代表旋进角，Φ代表章动角，代表自转角，将样品坐标系内的加载方向矢量转换至晶体坐标系O-uvw，这里规定样品坐标系内步骤6中，规定滑移面法向量为滑移方向矢量为根据施密特因子计算公式μ＝|cosδcosγ|，需要计算滑移面法向量与加载方向矢量夹角δ的余弦值，以及滑移方向矢量与加载方向矢量夹角γ的余弦值，计算公式如下： 将两夹角余弦值代入施密特因子计算公式，计算出所有滑移系的施密特因子，其中取值0.4的滑移系即为易开动滑移系，对比不同取向样品的易开动滑移系数量，能够评测样品的塑性性能优劣。

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